Пилотирование современных парашютов

Основы аэродинамики

Силы, воздействующие на парашют, нельзя увидеть — но это не значит, что их нельзя постичь. Поняв, что позволяет куполу летать хорошо, мы также поймем, что заставляет его летать плохо. Существуют две силы, благодаря которым парашюты замедляют наше снижение — подъемная сила и сила сопротивления воздуха. Круглый парашют просто "цепляет" столько воздуха, сколько может, и тормозит только за счет сопротивления. Парашют-крыло создает еще и подъемную силу. Эта сила воздействует на крыло в определенном направлении, которое зависит от параметров профиля и его положения по отношению к набегающему воздушному потоку. Искусство пилотирования купола состоит в том, чтобы контролировать поток на профиле крыла.

Подъемная сила

Купол создает подъемную силу двумя способами. Во-первых, подъемную силу создает сама форма крыла. Воздух движется по верхней кромке крыла быстрее, чем по нижней. Чем больше скорость воздуха, тем меньше его давление. Таким образом, над верхней кромкой образуется область пониженного давления, а под нижней — соответствующая ей область повышенного давления. В результате крыло "подтягивается" вверх — к области пониженного давления.

Отклонение воздуха — второй способ создания подъемной силы. Если отклонить воздух в каком либо направлении, обязательно возникнет сила реакции, направленная в противоположную сторону — этот принцип позволяет нам поворачивать, двигаться по горизонту и вообще совершать любые маневры в свободном падении. Соотношение подъемных сил за счет отклонения воздуха и за счет формы профиля достаточно сложное. Если бы отклонение было основной составляющей подъемной силы, то при вводе правой клеванты (задавлен правый край купола) воздух, отклоненный вниз, встречал бы противодействие и поднимал правую часть купола — купол бы заваливался влево и, соответственно, у нас получался бы левый поворот. На самом деле ввод правой клеванты уменьшает подъемную силу, потому что увеличивает сопротивление потоку с правой стороны. Правая кромка начинает двигаться медленнее, создает меньше подъемной силы — и купол поворачивает вправо.

В парашютном спорте основное применение подъемной силы, возникающей вследствие отклонения потока воздуха, приходится на момент выполнения подушки при приземлении. Когда вы делаете подушку, вы отклоняете воздух вниз, а противодействие заставляет купол двигаться вверх. Однако одновременно с этим увеличивается сопротивление воздуха, что замедляет горизонтальную скорость купола. Пилот под куполом (масса которого больше, чем у купола, а сопротивление — меньше) замедлится не так быстро, и сместится вперед. Это изменит угол атаки купола и резко увеличит силу отклонения воздуха — до тех пор, пока сохраняется горизонтальная составляющая скорости. Мы более подробно рассмотрим это использование силы отклонения воздуха, когда будем говорить об угле атаки, а также в главах о практике пилотирования.

Лобовое сопротивление

Другая основная сила, которая воздействует на купол — сопротивление воздуха. Эта сила имеет две составляющих — "профильное сопротивление" и "паразитное сопротивление" (сохранена терминология автора — прим. пер.). Первое, упрощенно говоря — результат трения воздуха о поверхность крыла. От этого страдают — в той или иной степени — крылья любой формы и конструкции (можно представить эту силу в форме подъемной силы, только направленной против движения крыла). Паразитное сопротивление — результат завихрений потока различными элементами крыла. Сопла создают турбуленцию. Швы, стропы, соединения строп, медуза, слайдер — даже вы, пилот! — все это добавляет сопротивление, но не создает подъемной силы. Парашюты никогда не были очень эффективными крыльями по сравнению с самолетами именно потому, что сама их конструкция подразумевает большое количество паразитного сопротивления. Таким образом, и подъемная сила, и сопротивление — результат движения потока воздуха через профиль крыла. Поскольку эти аэродинамические силы вызваны взаимодействием между потоком воздуха и крылом, увеличение скорости потока означает увеличение этих сил. Подъемная сила и сопротивление увеличиваются в геометрической прогрессии к скорости: увеличение скорости вдвое увеличивает подъемную силу в четыре раза. То же касается и сопротивления. Это означает, что скорость имеет критическое значение для поведения купола. Увеличение скорости означает — до определенного момента — увеличение подъемной силы и более острую реакцию на вводы. Это также означает увеличение сопротивления — именно поэтому в конструкции быстрых куполов применяются коллапсируемые медузы и слайдеры и более тонкие стропы.